Norma Técnica de Edificación E.050 Suelos y Cimentaciones

Temas Principales del Curso
NORMA TECNICA DE EDIFICACIONES
E.050

(Parte 2)

SUELOS Y CIMENTACIONES

Comentado por:
WILFREDO GUTIERREZ LAZARES

NORMA TECNICA DE EDIFICACION E.050

ESTUDIOS GEOTÉCNICOS
CON FINES DE CIMENTACIÓN



PROGRAMA DE
INVESTIGACION
• a) Condiciones de Frontera
• b) Número “n” de puntos de Investigación
• c) Profundidad “p” mínima a alcanzar
c-1) Cimentación Superficial
c-2) Cimentación Profunda
• d) Distribución de los puntos de Investigación
• e) Número y tipo de muestras a extraer
• f) Ensayos a realizar “in situ” y en el laboratorio



…programa de investigación

TABLA N° 2.3.2
NÚMERO DE PUNTOS DE INVESTIGACION
Número de puntos de investigación
Tipo de edificación
(n)
A 1 cada 225 m2
B 1 cada 450 m2
C 1 cada 800 m2
Urbanizaciones 3 por cada Ha. de terreno habilitado



Profundidad “p” mínima de
Investigación – zapatas superficiales

Edificación sin sótano
p = Df + z

PRIMER PISO

Df

Z = 1.5B



Investigación – bajo sótano

Edificación con sótano
p = h + Df + z

PRIMER PISO

SOTANO h

Df

Z = 1.5B



Investigación – en plateas o solados

Df

P > 3.0 m



Profundidad “p” de Investigación
Cimentaciones Profundas

p = h + Df + z



INFORME DEL EMS
• Memoria Descriptiva
– a) Resumen de las Condiciones de
Cimentación
– b) Información Previa
– c) Exploración de Campo
– d) Ensayos de Laboratorio
– e) Perfil de Suelos
– f) Nivel de la Napa Freática
– g) Análisis de la Cimentación
– h) Efecto del Sismo SUELOS Y CIMENTACIONES


Planos y Perfiles de Suelos

TABLA N° 2.4.2
TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN

TÉCNICA DE INVESTIGACIÓN SÍMBOLO

Pozo o Calicata C–n

Perforación P–n

Trinchera T–n

Auscultación A–n



SIMBOLOGÍA DE SUELOS
SÍMBOLO
DIVISIONES MAYORES DESCRIPCIÓN
SUCS GRÁFICO

GW GRAVA BIEN GRADUADA
SUELOS GRANULARES

GP GRAVA MAL GRADUADA
GRAVA Y
SUELOS
GRAVOSOS
GM GRAVA LIMOSA

GC GRAVA ARCILLOSA



…simbología de suelos
SÍMBOLO
SUCS GRÁFICO

SW ARENA BIEN GRADUADA
SUELOS GRANUARES

SP ARENA MAL GRADUADA
ARENA Y
SUELOS
ARENOSOS
SM ARENA LIMOSA

SC ARENA ARCILLOSA



…simbología de suelos
SÍMBOLO
SUCS GRÁFICO

LIMO INORGÁNICO DE
ML
BAJA PLASTICIDAD

LIMOS Y
ARCILLAS ARCILLA INORGÁNICA
CL
(LL < 50) DE BAJA PLASTICIDAD
SUELOS FINOS

LIMO ORGÁNICO O
OL ARCILLA ORGÁNICA DE
BAJA PLASTICIDAD

LIMO INORGÁNICO DE
MH
ALTA PLASTICIDAD

LIMOS Y
ARCILLAS ARCILLA INORGÁNICA
CH
(LL > 50) DE ALTA PLASTICIDAD

LIMO ORGÁNICO O
OH ARCILLA ORGÁNICA DE
ALTA PLASTICIDAD
TURBA Y OTROS
SUELOS ALTAMENTE
Pt SUELOS ALTAMENTE
ORGÁNICOS
ORGÁNICOS.



CAPITULO 3
ANALISIS DE LAS CONDICIONES
DE CIMENTACION

• CARGAS A UTILIZAR
• ASENTAMIENTO TOLERABLE
• CAPACIDAD DE CARGA
• FACTOR DE SEGURIDAD FRENTE A UNA FALLA
POR CORTE
• PRESIÓN ADMISIBLE


CARGAS A UTILIZAR

• Cargas de Servicio.
• Asentamiento en suelos granulares: (CM + CV + CE)
• Asentamientos en suelos cohesivos: (CM + 0.5 CV)
• Asentamientos, en edificaciones con sótanos:
• (CM + SC + Wlosa – Wsuelo)


ASENTAMIENTO TOLERABLE

• El EMS indicará el Distorsión Angular =
δ
L
asentamiento tolerable
δTA = Asentamiento total de A
• El Asentamiento δTB = Asentamiento total de B
δ = Asentamiento diferencial
Diferencial no genere una
distorsión angular mayor
que la indicada en la Tabla. A B

δTA
• En suelos granulares el δ
δTB

asentamiento diferencial
será el 75% del
asentamiento total. L



…asentamiento tolerable
TABLA N° 3.2.0
DISTORSIÓN ANGULAR = α

α = δ/L DESCRIPCIÓN

1/150 Límite en el que se debe esperar daño estructural en edificios convencionales.

1/250 Límite en que la pérdida de verticalidad de edificios altos y rígidos puede ser visible.

1/300 Límite en que se debe esperar dificultades con puentes grúas.

1/300 Límite en que se debe esperar las primeras grietas en paredes.

1/500 Límite seguro para edificios en los que no se permiten grietas.
Límite para cimentaciones rígidas circulares o para anillos de cimentación de estructuras rígidas, altas
1/500
y esbeltas.
Límite para edificios rígidos de concreto cimentados sobre un solado con espesor aproximado de 1,20
1/650
m.

1/750 Límite donde se esperan dificultades en maquinaria sensible a asentamientos.



CAPACIDAD DE CARGA

• La capacidad de carga es la
presión última o de falla
por corte del suelo.
• En suelos cohesivos (φº=0)
• Para cargas estáticas: k= 3
• Con sismo o viento k=2,5
(la más desfavorable)



PRESION ADMISIBLE
• Considera la profundidad de cimentación
• Dimensión de los elementos de la cimentación
• Características físico – mecánicas de los suelos
• Nivel Freático y su posible variación
• Cambios en los suelos, por cambios de humedad
• Asentamiento tolerable de la estructura
• Presión Admisible será la menor entre:
Capacidad de carga
Asentamiento admisible


CAPITULO 4
CIMENTACIONES SUPERFICIALES

• DEFINICION
• PROFUNDIDAD DE CIMENTACION
• PRESION ADMISIBLE
• CIMENTACION SOBRE RELLENOS
• CARGAS EXCENTRICAS
• CARGAS INCLINADAS
• CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN TALUDES


DEFINICION
• Relación:
Df/B < 5
zapatas aisladas, conectadas
y combinadas; las
cimentaciones continuas
(cimientos corridos) y las
plateas de cimentación

PROFUNDIDAD DE
CIMENTACION
• No debe cimentarse • Df > 0.8 m
• Df losa > 0.4 m (con viga
sobre: perimetral)

turba, suelo orgánico,
tierra vegetal, relleno
de desmonte o
rellenos sanitario o
industrial, ni rellenos
No Controlados.


CAPACIDAD DE CARGA

Solución de Brinch - Hansen
Para suelos C- ϕ
qbr* = 0.5 γ2*·B’·N γ·Sγ·iγ·dγ·gγ + C*·N c·Sc i cd cg c +q* N q Sq i qdq gq
Para suelos ϕ
qbr* = 0.5 γ2*·B’·N γ·Sγ·iγ·dγ·gγ + q* N q Sq i qdq gq
Para suelos C
qbr* = 5.14C*(1+S c’+dc’-ic’-gc’)+q*



CIMENTACION SOBRE
RELLENOS
Depósitos artificiales que se diferencian por su
naturaleza y condiciones de colocación.
• Materiales seleccionados: suelo compactable,
con partículas < 3” y retenido en la ¾” < 30%
• Materiales no seleccionados: no cumple (a)

4.4.1 Rellenos controlados o de Ingeniería
4.4.2 Rellenos no controlados



…cimentación sobre rellenos
Rellenos controlados o de Ingeniería:
– Más de 12% de finos, GC% > 90%
– Caso contrario GC% > 95%
– Un control por cada 250 m2 (mínimo tres)
– Áreas menores a 25 m2, uno como mínimo
– Espesor máximo por capa 0,30 m
– SPT (por metro), el N 60 > 25 golpes
– Densidad cada 0,50 m de espesor
Los rellenos no controlados, serán reemplazados


CARGAS EXCENTRICAS
Mx
ex = B = B − 2e x
'
L = L − 2e y
'
Q


La fuerza resultante actúa en el
centroide del área reducida.
e = M/Q
M e
Q Q

2
B Para cimientos rectangulares se
AREA REDUCIDA reducen las dimensiones así:

1 L 1
L' = L - 2e1 e1 = M1 / Q
e1 B' = B - 2e2 e2 = M2 / Q
e2 L' e1 = M1 / Q
e2 = M2 / Q

B'
2

(B) AREA REDUCIDA - CIMIENTO RECTANGULAR

2
Para un cimiento circular de radio R, el área
C AREA REDUCIDA
efectiva + 2x(área del segmento circular
ADC), considerar A'e como un rectángulo
con L'/B' = AC/BD
1 D 1
L' B O O'
e2 e2 = M 2 / Q
O'B = O'D e=M/Q
R=OD A'e = 2S = B'L'
1/2
A L' = 2S R+e2
( )
R-e2
B'
B' = L' R-e2
2 R+e2
(C) AREA REDUCIDA - CIMIENTO CIRCULAR
S=
2
[ R ]
πR2 - e2 R2- e22 + R2 SEN-1 (-e2 )


CARGAS INCLINADAS
Las cargas inclinadas modifican la superficie de falla

CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN
TALUDES
La capacidad de carga considera la inclinación de la
superficie
Se verifica la estabilidad del talud con FS = 1.5
(estática) y FS = 1.25 (sísmicas)



CAPITULO 5
CIMENTACIONES PROFUNDAS

• DEFINICION
• CIMENTACION POR PILOTES
• CIMENTACION POR PILARES
• CAJONES DE CIMENTACION



DEFINICION
• Relación:
Df/B > 5

pilotes y micropilotes,
los pilotes para
densificación, los
pilares y los cajones
de cimentación



CIMENTACION POR PILOTES
• Programa de exploración para pilotes
• Estimación de la longitud y de la capacidad de
carga del pilote (punta o fricción)

Qu = Q p + ∑ Q f

Qu = capacidad última
Qp = capacidad última tomada por la punta
∑Qf = capacidad última por fricción

TABLA 5.2.4.2
ESPACIAMIENTO MÍNIMO ENTRE PILOTES
LONGITUD (m) ESPACIAMIENTO ENTRE EJES

L < 10 3b

10 ≤ L < 25 4b

L ≥ 25 5b

b = diámetro o mayor dimensión del pilote

…Asentamiento
• El asentamiento tolerable de la estructura se compara con
el asentamiento del pilote aislado o grupo de pilotes.

• Se considerarán: asentamiento por deformación axial del
pilote, asentamiento por la acción de punta y asentamiento
generado por la carga transmitida por fricción.

• En suelos granulares, el asentamiento del grupo está en
función del asentamiento del pilote aislado.

• En suelo cohesivo, reemplazarse al grupo de pilotes por
una zapata imaginaria ubicada a 2/3 de la profundidad del
grupo de pilotes, de dimensiones iguales a la sección del
grupo y que aplica la carga transmitida por la estructura.


…durante la obra
Pruebas de carga
• Una por cada lote o grupos de pilotes, con un
mínimo de una prueba por cada cincuenta pilotes.
• Las pruebas se efectuarán en zonas de perfil
conocido como más desfavorables.

Ensayos diversos
• Verificación del buen estado físico
• Prueba de carga estática lateral, de acuerdo a las
solicitaciones
• Verificación de la inclinación


CIMENTACION POR PILARES
• Vaciados “in situ” con diámetro mayor a 1,0 m, con o sin
refuerzo de acero y con o sin fondo ampliado.
• Capacidad de carga: Similar a los pilotes.
• Factor de seguridad: La capacidad admisible se obtendrá
dividiendo la capacidad última por el factor de seguridad.
• Acampanamiento en la base del pilar: Incrementa la
capacidad de carga. Se usa sin peligro de derrumbes.
• Aflojamiento del suelo circundante: Rápida excavación del
fuste y vaciado del concreto. Mediante el uso de un forro en la
excavación del fuste. Por aplicación del Método del Lodo
Bentonítico
• Asentamientos: Similar a los pilotes.


CAJONES DE CIMENTACION
• Se construyen sobre el terreno y se introducen por su
propio peso.
• Capacidad de carga: Los mismos métodos estáticos
utilizados en el cálculo de zapatas o pilares y dependerá de
la relación profundidad /ancho (Df/B) si es menor o igual a
cinco (5) se diseñara como cimentación superficial, si es
mayor a cinco (5) se diseñara como un pilar.
• Factor de seguridad: La capacidad admisible se obtendrá
dividiendo la capacidad última por el factor de seguridad.
• Asentamientos: Según deformación axial, por la acción de
punta y por la carga transmitida por fricción.



CAPITULO 6
PROBLEMAS ESPECIALES DE
CIMENTACION
• SUELOS COLAPSABLES
• ATAQUE QUIMICO POR SUELOS Y AGUAS
SUBTERRANEAS
• SUELOS EXPANSIVOS
• LICUACION DE SUELOS
• SOSTENIMIENTO DE EXCAVACIONES


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